一种用于检测变流器工作状态的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力电子技术领域，具体地说，涉及一种用于检测变流器工作状态的 方法。
【背景技术】
[0002] 风力发电作为一种不污染、利用可再生资源的环保型发电方式，已成为最具发展 潜力的可再生能源技术之一。风力发电已成为世界各国竞相发展的热点和重点，市场前景 广阔。然而，随着风电力电机组数量的增多以及容量的增加，风机质量问题也日益凸显。作 为风机大脑的变流器的质量和可靠性更加受到广大风电业主、相关技术研发人员重视。
[0003] 目前，在变流器某个桥臂上管、下管或整个桥臂的IGBT失效、损坏或者IGBT驱动 信号丢失后，变流器通常依然可以正常工作。然而，如果不及时检测出IGBT失效、损坏或者 IGBT驱动信号丢失，将会导致其它相的IGBT或上桥臂、下桥臂长时间疲劳工作，甚至会导 致最后整个变流器IGBT的损坏。
[0004] 然而，在现有技术中，并未出现能够有效检测出变流器某个桥臂上管、下管或整个 桥臂的IGBT失效、损坏或者IGBT驱动信号丢失故障的设备。
【发明内容】
[0005] 为解决上述问题，本发明提供了一种用于检测变流器工作状态的方法，所述方法 包括：
[0006] 机侧变流器输出电流的有效值确定步骤，根据电机转速，确定机侧变流器各相输 出电流的有效值；
[0007] 变流器工作状态确定步骤，根据所述机侧变流器各相输出电流的有效值，确定所 述变流器的工作状态。
[0008] 根据本发明的一个实施例，所述机侧变流器输出电流的有效值确定步骤包括：
[0009] 根据电机转速，确定电机转差；
[0010] 根据所述电机转差确定转子电流有效值计算参数；
[0011] 根据机侧变流器输出相电流和所述转子电流有效值计算参数，确定所述机侧变流 器各相输出电流的有效值。
[0012] 根据本发明的一个实施例，根据如下表达式计算所述电机转差：
[0013]
[0014] 其中，s表示电机转差，g2表示电机同步转速，g:表示电机转速，fabs表示取绝对 值函数。
[0015] 根据本发明的一个实施例，根据如下表达式计算所述转子电流有效值计算参数：
[0016]
[0017] 其中，g4表示转子电流有效值计算参数，s表示电机转差，g3表示初始化参数。
[0018] 根据本发明的一个实施例，根据如下表达式计算所述机侧变流器各相输出电流的 有效值：
[0019] g5_i=grsj+di^Ii-g' 5_i)*g4
[0020] 其中，g51表示机侧变流器第一相输出电流的有效值的平方，g' 51表示前一计 算周期所得到的机侧变流器第一相输出电流的有效值的平方，Ii表示机侧变流器输出相电 流，g4表示转子电流有效值计算参数。
[0021] 根据本发明的一个实施例，所述变流器工作状态确定步骤包括：
[0022] 判断以下所列判断条件是否成立：
[0023] 机侧变流器第一相输出电流的有效值的平方与机侧变流器第二相输出电流的有 效值的平方的差值大于第一预设阈值；
[0024] 机侧变流器第一相输出电流的有效值的平方与机侧变流器第三相输出电流的有 效值的平方的差值大于第二预设阈值；
[0025] 机侧变流器第二相输出电流的有效值的平方与机侧变流器第三相输出电流的有 效值的平方的差值大于第三预设阈值；
[0026] 如果以上判断条件中至少存在一项成立，则判断所述变流器的存在故障。
[0027] 根据本发明的一个实施例，所述第一预设阈值、第二预设阈值和第三预设阈值相 等。
[0028] 根据本发明的一个实施例，所述方法还包括：
[0029] 网侧变流器输出电流的有效值确定步骤，根据网侧变流器输出电流，计算所述网 侧变流器各相输出电流的有效值。
[0030] 根据本发明的一个实施例，在所述变流器工作状态确定步骤中，
[0031] 还结合所述网侧变流器各相输出电流的有效值和机侧变流器各相输出电流的有 效值，确定所述变流器的工作状态。
[0032] 根据本发明的一个实施例，在所述变流器工作状态确定步骤中，
[0033] 还判断以下所列判断条件是否成立：
[0034] 网侧变流器第一相输出电流的有效值的平方与网侧变流器第二相输出电流的有 效值的平方的差值大于第四预设阈值；
[0035] 网侧变流器第一相输出电流的有效值的平方与网侧变流器第三相输出电流的有 效值的平方的差值大于第五预设阈值；
[0036] 网侧变流器第二相输出电流的有效值的平方与网侧变流器第三相输出电流的有 效值的平方的差值大于第六预设阈值；
[0037] 如果以上判断条件中至少存在一项成立，则判断所述变流器的存在故障。
[0038] 本发明所提供的变流器工作状态检测方法能够有效的将变流器桥臂上管IGBT、下 管IGBT或正桥臂的IGBT失效、损坏或者IGBT驱动信号丢失的状态及时检测出来，从而使 得变流器能够及时停止工作，保证了变流器以及相关器件和电路不被进一步损坏。
[0039] 本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变 得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利 要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
【附图说明】
[0040] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要的附图做简单的介绍：
[0041] 图1是根据本发明一个实施例的检测变流器工作状态的流程图；
[0042]图2是根据本发明一个实施例的确定机侧变流器各相输出电流的有效值的流程 图；
[0043] 图3是根据本发明一个实施例的判断变流器是否存在故障的逻辑关系图。
【具体实施方式】
[0044] 以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用 技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明 的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合， 所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
[0045] 同时，在以下说明中，出于解释的目的而阐述了许多具体细节，以提供对本发明实 施例的彻底理解。然而，对本领域的技术人员来说显而易见的是，本发明可以不用这里的具 体细节或者所描述的特定方式来实施。
[0046] 针对现有的检测变流器工作状态的方法在变流器某个桥臂上管、下管或整个桥臂 的IGBT失效、损坏或者IGBT驱动信号丢失后无法及时检测得到上述故障的问题，本实施例 所通过的方法利用发电机组的机侧变流器输出电流有效值和网测变流器输出电流有效值 来实现对上述故障的检测。
[0047] 图1示出了本实施例所提供的检测变流器工作状态的方法的流程图。
[0048] 如图1所示，本实施例所提供的方法在步骤S101中根据网侧变流器输出电流，确 定出网侧变流器输出电流的有效值。具体地，网侧变流器输出电流的频率不变（例如为 50Hz)，网侧变流器的各相输出电流为正弦波。而对于正弦波y(t)来说，存在：
[0049]
)
[0050] 其中，A"表示正弦波y⑴的振幅。
[0051] 本实施例中，利用低通滤波器来滤除该正弦波的2倍频以上的谐波，从而得到直 2A 流分量将该直流分量加入比例环节即可得到正弦波的有效值。因此利用上述方法，本n 实施例所提供的方法在步骤S101中可以根据网侧变流器输出电流，确定出网侧变流器输 出电流的有效值。
[0052] 由于机侧变流器输出电流的频率是随电机转速变化而变化的，因此，利用表达式 (1)将很难计算出机侧变流器输出电流的有效值。针对这种情况，本实施例所提供的方法在 机侧变流器输出电流的有效值确定步骤S102中，根据电机转速，来确定机侧变流器各相输 出电流的有效值。
[0053] 图2示出了本实施例中确定机侧变流器各相输出电流的有效值的具体流程图。
[0054] 如图2所示，本实施例中，在确定机侧变流器各相输出电流的有效值时，首先在步 骤S201中根据电机转速，确定电机转差。具体地，本实施例中，根据如下表达式计算电机转 差：
[0055]
[0056]其中，s表示电机转差，g2表示电机同步转速，g廣示电机转速，fabs表示取绝对 值函数。
[0057] 得到电机转差s后，在步骤S202中根据电机转差确定转子电流有效值计算参数 g4。具体地，本实施例中，根据如下表达式计算转子电流有效值计算参数g4:
[0058] g,=~^g： C3) 'V
[0059] 其中，83表示初始化参数。本实施例中，初始化参数g3的取值为0.1。
[0060] 在步骤S203中，根据机侧变流器输出相电流